KR20200049208A - 하나의 포토다이오드를 공유하는 두 색의 컬러 필터들을 가진 이미지 센서 - Google Patents
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Abstract
위상 차 검출 픽셀 블록을 가진 이미지 센서가 설명된다. 상기 위상 차 검출 픽셀 블록은 매트릭스 형태로 배열된 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터들 및 위상 차 검출 컬러 필터를 포함할 수 있다. 상기 위상 차 검출 컬러 필터는, 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들은, 각각, 왼 쪽에 위치한 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 및 오른 쪽에 위치한 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로서, 특히 두 색의 컬러 필터들이 하나의 포토다이오드를 공유함으로써 오토-포커스 기능을 구현할 수 있는 이미지 센서에 관한 것이다.
최근 정보 통신 산업 발달과 전자 기기의 디지털 화에 따라 디지털 카메라, 캠코더, 휴대폰, PCS, 게임기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서들이 사용되고 있다. 이미지 센서는 다양한 각도로 입사하는 빛의 위상을 분석하여 자동으로 초점을 맞추는 오토-포커스 기능을 갖도록 제작된다. 통상적으로, 상기 오토-포커스 기능을 위하여 포토다이오드의 반(half)이 불투명한 패턴에 의해 가려진다 가리고 있다. 이에 따라, 포토다이오드가 받아들이는 광량이 감소하게 되고, 따라서 오토-포커스 기능의 감도 및 성능이 저하된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 감도 및 오토-포커스 기능을 향상시킨 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 두 색의 컬러 필터가 하나의 포토다이오드를 공유함으로써 광 흡수율을 높일 수 있고, 및 공정 마진을 향상시킬 수 있는 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 매트릭스 형태로 배열된 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들 및 위상 차 검출 컬러 필터 세트를 포함할 수 있다. 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트는, 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들은, 각각, 왼 쪽에 위치한 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 및 오른 쪽에 위치한 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들은 두 개의 녹색 컬러 필터들, 하나의 청색 컬러 필터, 및 하나의 레드 컬러 필터를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들은 두 개의 녹색 컬러 필터들, 하나의 청색 컬러 필터, 및 하나의 레드 컬러 필터를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 제1 내지 제3 비-위상차 검출 컬러 필터 세트들과 각각 중첩하는 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트들; 및 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트와 중첩하는 위상 차 검출 포토다이오드 세트를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트는 네 개의 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들을 포함할 수 있다. 상기 제2 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트는 네 개의 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들을 포함할 수 있다. 상기 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트는 네 개의 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들을 포함할 수 있다.
상기 위상 차 검출 포토다이오드 세트는 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 포토다이오드들을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들과 상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 포토다이오드들은 각각, 중첩할 수 있다.
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제1 위상 차 검출 포토다이오드를 공유할 수 있다. 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제2 위상 차 검출 포토다이오드를 공유할 수 있다. 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제3 위상 차 검출 포토다이오드를 공유할 수 있다. 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제4 위상 차 검출 포토다이오드를 공유할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들은 각각, 하나의 통합된 컬러 필터일 수 있다. 상기 제1 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트의 상기 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들은 상기 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트의 상기 통합된 컬러 필터를 공유할 수 있다. 상기 제2 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트의 상기 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들은 상기 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트의 상기 통합된 컬러 필터를 공유할 수 있다. 상기 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드의 상기 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들은 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트의 상기 통합된 컬러 필터를 공유할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 제1 내지 제3 비-위상차 검출 컬러 필터 세트들과 각각 중첩하는 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트들; 및 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트와 중첩하는 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트는 네 개의 제1 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제2 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트는 네 개의 제2 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트는 네 개의 제3 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들을 포함할 수 있다.
상기 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트는 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들과 상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈들은 각각, 중첩할 수 있다.
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제1 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 공유할 수 있다. 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제2 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 공유할 수 있다. 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제3 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 공유할 수 있다. 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 공유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 매트릭스 형태로 배열된 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들 및 위상 차 검출 컬러 필터 세트, 및 상기 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들 및 위상 차 검출 컬러 필터 세트와 각각 중첩하는 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트들 및 위상 차 검출 포토다이오드 세트를 포함할 수 있다. 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트는 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터를 갖는 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍, 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터를 갖는 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍, 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터를 갖는 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍, 및 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터를 갖는 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍을 포함할 수 있다.
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터는 다른 컬러를 가질 수 있다. 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터는 다른 컬러를 가질 수 있다. 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터는 다른 컬러를 가질 수 있다. 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터가 다른 컬러를 가질 수 있다.
상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍 및 상기 제2 위상 차 검출 필터 쌍이 제1 방향으로 인접할 수 있다. 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍 및 상기 제4 위상 차 검출 필터 쌍이 상기 제1 방향으로 인접할 수 있다. 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍 및 상기 제4 위상 차 검출 필터 쌍이 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 인접할 수 있다. 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍 및 상기 제3 위상 차 검출 필터 쌍이 상기 제2 방향으로 인접할 수 있다.
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터가 동일한 컬러를 가질 수 있다.
상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터가 동일한 컬러를 가질 수 있다.
상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터가 동일한 컬러를 가질 수 있다.
상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터, 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터, 및 인접하는 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트는 동일한 컬러를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 포토다이오드들; 상기 제1 위상 차 검출 포토다이오드와 중첩하는 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터; 상기 제2 위상 차 검출 포토다이오드와 중첩하는 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터; 상기 제3 위상 차 검출 포토다이오드와 중첩하는 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터; 및 상기 제4 위상 차 검출 포토다이오드와 중첩하는 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터를 포함할 수 있다.
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터는 서로 다른 색을 가질 수 있다. 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터는 서로 다른 색을 가질 수 있다. 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터는 서로 다른 색을 가질 수 있다. 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터는 서로 다른 색을 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나 및 상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나는 제1 컬러를 투과시킬 수 있다. 상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나 및 상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나는 제2 컬러를 투과시킬 수 있다. 상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나 및 상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나는 제3 컬러를 투과시킬 수 있다. 상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나 및 상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나는 제4 컬러를 투과시킬 수 있다.
상기 위상 차 검출 픽셀 블록은 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터와 공유되도록 중첩하는 제1 위상 차 검출 마이크로-렌즈, 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터와 공유되도록 중첩하는 제2 위상 차 검출 마이크로-렌즈, 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터와 공유되도록 중첩하는 제3 위상 차 검출 마이크로-렌즈, 및 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터와 공유되도록 중첩하는 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 더 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 하나의 포토다이오드 만으로 오토-포커스를 위한 위상 차 검출이 수행될 수 있다. 따라서, 빛의 수광 효율이 높아지고, 공정 난이도가 낮아지고 집적도가 향상될 수 있다.
기타 언급되지 않은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 효과들은 본문 내에서 언급될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 위상 차 검출 픽셀 블록 내의 포토다이오드 어레이를 보이고, 도 3은 상기 위상 차 검출 픽셀 블록 내의 컬러 필터 어레이를 보이고, 및 도 4는 상기 위상 차 검출 픽셀 블록 내의 마이크로-렌즈 어레이를 개념적으로 보이는 레이아웃이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 픽셀 블록의 컬러 필터 어레이(CFA)를 보이는 레이아웃이다.
도 6a는 도 2에 도시된 상기 포토다이오드 어레이, 도 3에 도시된 상기 컬러 필터 어레이, 및 도 4에 도시된 상기 마이크로-렌즈 어레이를 중첩한 상기 위상 차 검출 픽셀 블록의 개념적인 레이아웃이다.
도 6b는 도 2에 도시된 상기 포토다이오드 어레이, 도 5에 도시된 상기 컬러 필터 어레이, 및 도 4에 도시된 상기 마이크로-렌즈 어레이를 중첩한 상기 위상 차 검출 픽셀 블록의 개념적인 레이아웃이다.
도 7a 내지 7e는 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 상기 위상 차 검출 컬러 필터들의 컬러 배열을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 위상 차 검출 픽셀 블록, 및 상기 위상 차 검출 픽셀 블록과 인접하는 비-위상 차 검출 픽셀 블록의 컬러 필터 어레이들을 보이는 레이아웃이다.
도 9a는 도 7a에 도시된 상기 위상 차 검출 컬러 필터가 적용된 도 6a의 상기 이미지 센서의 상기 위상 차 검출 픽셀 블록의 I-I'을 따라 취해진 종단면도이고, 및 도 9b는 II-II'를 따라 취해진 종단면도이다.
도 9c는 도 7d에 도시된 상기 위상 차 검출 컬러 필터가 적용된 도 6a 또는 8의 이미지 센서의 위상 차 검출 픽셀 블록의 I-I'을 따라 취해진 종단면도이다.
도 10a 내지 10c는 빛이 입사하는 각도에 따라 상기 위상 차 검출 포토다이오드들에 수용된 빛들의 흡수율을 나타낸 그래프들이다.
도 11a는 제1 내지 제4 컬러의 빛들을 모두 수광한 경우, 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들의 총 광 흡수율 차이를 보여주는 그래프이고, 및 도 11b는 상기 제1 및 제2 단위 위상 차 검출 포토다이오드들의 광 흡수율을 합하고, 및 상기 제3 및 제4 단위 위상 차 검출 포토다이오드들의 광 흡수율을 합한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 가진 전자 장치를 개략적으로 도시한 다이아그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 위상 차 검출 픽셀 블록 내의 포토다이오드 어레이를 보이고, 도 3은 상기 위상 차 검출 픽셀 블록 내의 컬러 필터 어레이를 보이고, 및 도 4는 상기 위상 차 검출 픽셀 블록 내의 마이크로-렌즈 어레이를 개념적으로 보이는 레이아웃이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 픽셀 블록의 컬러 필터 어레이(CFA)를 보이는 레이아웃이다.
도 6a는 도 2에 도시된 상기 포토다이오드 어레이, 도 3에 도시된 상기 컬러 필터 어레이, 및 도 4에 도시된 상기 마이크로-렌즈 어레이를 중첩한 상기 위상 차 검출 픽셀 블록의 개념적인 레이아웃이다.
도 6b는 도 2에 도시된 상기 포토다이오드 어레이, 도 5에 도시된 상기 컬러 필터 어레이, 및 도 4에 도시된 상기 마이크로-렌즈 어레이를 중첩한 상기 위상 차 검출 픽셀 블록의 개념적인 레이아웃이다.
도 7a 내지 7e는 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 상기 위상 차 검출 컬러 필터들의 컬러 배열을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 위상 차 검출 픽셀 블록, 및 상기 위상 차 검출 픽셀 블록과 인접하는 비-위상 차 검출 픽셀 블록의 컬러 필터 어레이들을 보이는 레이아웃이다.
도 9a는 도 7a에 도시된 상기 위상 차 검출 컬러 필터가 적용된 도 6a의 상기 이미지 센서의 상기 위상 차 검출 픽셀 블록의 I-I'을 따라 취해진 종단면도이고, 및 도 9b는 II-II'를 따라 취해진 종단면도이다.
도 9c는 도 7d에 도시된 상기 위상 차 검출 컬러 필터가 적용된 도 6a 또는 8의 이미지 센서의 위상 차 검출 픽셀 블록의 I-I'을 따라 취해진 종단면도이다.
도 10a 내지 10c는 빛이 입사하는 각도에 따라 상기 위상 차 검출 포토다이오드들에 수용된 빛들의 흡수율을 나타낸 그래프들이다.
도 11a는 제1 내지 제4 컬러의 빛들을 모두 수광한 경우, 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들의 총 광 흡수율 차이를 보여주는 그래프이고, 및 도 11b는 상기 제1 및 제2 단위 위상 차 검출 포토다이오드들의 광 흡수율을 합하고, 및 상기 제3 및 제4 단위 위상 차 검출 포토다이오드들의 광 흡수율을 합한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 가진 전자 장치를 개략적으로 도시한 다이아그램이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함한다(comprises)’ 및/또는 ‘포함하는(comprising)’은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 ‘접속된(connected to)’ 또는 ‘커플링된(coupled to)’ 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 ‘직접 접속된(directly connected to)’ 또는 ‘직접 커플링된(directly coupled to)’으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. ‘및/또는’은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 ‘아래(below)’, ‘아래(beneath)’, ‘하부(lower)’, ‘위(above)’, ‘상부(upper)’ 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 ‘아래(below)’ 또는 ‘아래(beneath)’로 기술된 소자는 다른 소자의 ‘위(above)’에 놓여 질 수 있다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(800)를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 상기 이미지 센서(800)는 픽셀 어레이(pixel array, 810), 상관 이중 샘플러(correlated double sampler, CDS, 820), 아날로그-디지털 컨버터(analog-digital converter, ADC, 830), 버퍼(Buffer, 840), 로우 드라이버(row driver, 850), 타이밍 제너레이터(timing generator, 860), 제어 레지스터(control register, 870), 및 램프 신호 제너레이터(ramp signal generator, 880)를 포함할 수 있다.
상기 픽셀 어레이(810)는 매트릭스 구조로 배열된 다수의 픽셀 블록들(815)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 픽셀 블록들(815)은 각각 광학적 이미지 정보를 전기적 이미지 신호로 변환하여 컬럼 라인들(column lines)을 통하여 상기 상관 이중 샘플러(820)로 전송할 수 있다. 상기 다수의 픽셀 블록들(815)은 로우 라인들(row lines) 중 하나 및 상기 컬럼 라인들(column lines) 중 하나와 각각 연결될 수 있다. 상기 픽셀 블록들(815)은 색을 표현하기 위한 일반 픽셀과 빛의 위상 차를 검출하기 위한 위상 차 검출 픽셀을 포함할 수 있다.
상기 상관 이중 샘플러(820)는 상기 픽셀 어레이(810)의 상기 픽셀 블록들(815)로부터 수신된 전기적 이미지 신호를 일시적으로 저장 및 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 상기 상관 이중 샘플러(820)는 상기 타이밍 제너레이터(860)로부터 제공된 클럭 신호에 따라 기준 전압 레벨과 수신된 전기적 이미지 신호의 전압 레벨을 샘플링하여 그 차이에 해당하는 아날로그적 신호를 상기 아날로그-디지털 컨버터(830)로 전송할 수 있다.
상기 아날로그-디지털 컨버터(830)는 수신된 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 버퍼(840)로 전송할 수 있다.
상기 버퍼(840)는 수신된 상기 디지털 신호를 래치(latch)하고 및 순차적으로 외부의 영상 신호 처리부로 출력할 수 있다. 상기 버퍼(840)는 상기 디지털 신호를 래치하기 위한 메모리 및 디지털 신호를 증폭하기 위한 감지 증폭기를 포함할 수 있다.
상기 로우 드라이버(850)는 상기 타이밍 제너레이터(860)의 신호에 따라 상기 픽셀 어레이(810)의 상기 다수의 픽셀 블록들(815)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 상기 로우 드라이버(850)는 상기 다수의 로우 라인들(row lines) 중 하나의 상기 로우 라인(row line)을 선택하기 위한 선택 신호들 및/또는 구동하기 위한 구동 신호들을 생성할 수 있다.
상기 타이밍 제너레이터(860)는 상기 상관 이중 샘플러(820), 상기 아날로그-디지털 컨버터(830), 상기 로우 드라이버(850), 및 상기 램프 신호 제너레이터(880)를 제어하기 위한 타이밍 신호를 생성할 수 있다.
상기 컨트롤 레지스터(870)는 상기 버퍼(840), 상기 타이밍 제너레이터(860), 및 상기 램프 신호 제너레이터(880)를 컨트롤하기 위한 컨트롤 신호들을 생성할 수 있다.
상기 램프 신호 제너레이터(880)는 상기 타이밍 제너레이터(860)의 컨트롤에 따라 상기 버퍼(840)로부터 출력되는 이미지 신호를 제어하기 위한 램프 신호를 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서(800)의 픽셀 어레이(810) 내의 픽셀 블록의 포토다이오드 어레이(PDA)를 보이고, 도 3은 컬러 필터 어레이(CFA)를 보이고, 및 도 4는 상기 마이크로-렌즈 어레이(MLA)를 개념적으로 보이는 레이아웃이다.
도 2를 참조하면, 상기 포토다이오드 어레이(PDA)는 매트릭스 형태처럼 제1 사분면 방향에 위치한 제1 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD1), 제2 사분면 방향에 위치한 제2 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD2), 제3 사분면 방향에 위치한 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD3), 및 제4 사분면 방향에 위치한 위상 차 검출 포토다이오드 세트(PPD)를 포함할 수 있다.
상기 제1 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD1)는 제1 내지 제4 사분면 방향에 각각 배치된 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD11-PD14)을 포함할 수 있다. 상기 제2 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD2)는 제1 내지 제4 사분면 방향에 각각 배치된 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD21-PD24)을 포함할 수 있다. 상기 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD3)는 제1 내지 제4 사분면 방향에 각각 배치된 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD11-PD14)을 포함할 수 있다.
상기 위상 차 검출 포토다이오드 세트(PPD)는 제1 내지 제4 사분면 방향에 각각 배치된 제1 내지 제4 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD11-PD14, PD21-PD24, PD31-PD34) 및 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)은 각각, 광학적으로 서로 분리될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD11-PD14, PD21-PD24, PD31-PD34) 및 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4) 사이에는 깊은 트렌치 아이솔레이션 (DTI: Deep Trench Isolation) 또는 P-형 이온 주입 영역 같은 광학적 분리 영역들이 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 컬러 필터 어레이(CFA)는 매트릭스 형태처럼 제1 사분면 방향에 위치한 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF1), 제2 사분면 방향에 위치한 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF2), 제3 사분면 방향에 위치한 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF3), 및 제4 사분면 방향에 위치한 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCF)를 포함할 수 있다.
상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCF)는 제1 사분면 방향에 위치한 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1L, PCF1R), 제2 사분면 방향에 위치한 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2L, PCF2R), 제3 사분면 방향에 위치한 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3L, PCF3R), 및 제4 사분면 방향에 위치한 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4L, PCF4R)을 포함할 수 있다. 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1L, PCF1R)은 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L) 및 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)를 포함할 수 있고, 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2L, PCF2R)은 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L) 및 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)를 포함할 수 있고, 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3L, PCF3R)은 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L) 및 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)를 포함할 수 있고, 및 상기 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4L, PCF4R)은 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 및 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)를 각각 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들(CF1-CF3)은 각각, 동일한 컬러를 가진 하나의 통합된(merged) 컬러 필터일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들(CF1-CF3)은 각각, 동일한 컬러를 가진 네 개의 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들(CF1-CF3), 및 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L), 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R), 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L), 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R), 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L), 상기 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R), 및 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L), 및 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)는 그리드에 의해 광학적 및/또는 물리적으로 서로 분리될 수 있다. 상기 그리드는 도 9a 내지 9c에 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들(CF1-CF4) 내의 네 개의 컬러 필터들도 그리드에 의해 서로 분리될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 픽셀 블록의 마이크로-렌즈 어레이(MLA)는 매트릭스 형태처럼 제1 사분면 방향에 위치한 제1 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML1), 제2 사분면 방향에 위치한 제2 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML2), 제3 사분면 방향에 위치한 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML3), 및 제4 사분면 방향에 위치한 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(PML)을 포함할 수 있다.
상기 제1 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML1)는 제1 내지 제4 사분면 방향들에 각각 위치한 제1 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML11-ML14)을 포함할 수 있고, 상기 제2 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML2)는 제1 내지 제4 사분면 방향들에 각각 위치한 제2 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML21-ML24)을 포함할 수 있고, 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML3)는 제1 내지 제4 사분면 방향들에 각각 위치한 제3 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML31-ML34)을 포함할 수 있고, 및 상기 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(PML)는 제1 내지 제4 사분면 방향들에 각각 위치한 제1 내지 제4 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈들(PML1-PML4)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 픽셀 블록의 컬러 필터 어레이(CFA)를 보이는 레이아웃이다. 도 5를 참조하면, 상기 픽셀 블록의 컬러 필터 어레이(CFA)는 매트릭스 형태처럼 제1 사분면 방향에 위치한 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF1), 제2 사분면 방향에 위치한 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF2), 제3 사분면 방향에 위치한 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF3), 및 제4 사분면 방향에 위치한 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCF)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 컬러 필터 어레이(CFA)와 비교하여, 상기 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF1)는 매트릭스 형태로 배열된 제1 단위 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF11-CF14)을 포함할 수 있고, 상기 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF2)는 매트릭스 형태로 배열된 제2 단위 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF21-CF24)을 포함할 수 있고, 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF3)는 매트릭스 형태로 배열된 제3 단위 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF31-CF34)을 포함할 수 있다. 상기 제1 단위 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF11-CF14)이 동일한 컬러를 가질 수 있고, 상기 제2 단위 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF21-CF24)이 동일한 컬러를 가질 수 있고, 및 상기 제3 단위 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF31-CF34)이 동일한 컬러를 가질 수 있다. 설명되지 않은 구성 요소들은 도 3을 참조하면 이해될 수 있을 것이다.
상기 제1 내지 제3 단위 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF11-CF14, CF21-CF24. CF31-CF34), 및 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L), 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R), 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L), 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R), 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L), 상기 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R), 및 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L), 및 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)는 그리드에 의해 광학적 및/또는 물리적으로 서로 분리될 수 있다. 상기 그리드는 도 9a 내지 9c에 도시되어 있다.
도 6a는 도 2에 도시된 상기 포토다이오드 어레이(PDA), 도 3에 도시된 상기 컬러 필터 어레이(CFA), 및 도 4에 도시된 상기 마이크로-렌즈 어레이(MLA)를 중첩한 개념적인 레이아웃이다. 도 6a를 참조하면, 상기 제1 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD1), 상기 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF1), 및 상기 제1 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML1)가 중첩할 수 있고, 상기 제2 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD2), 상기 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF2), 및 상기 제2 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML2)가 중첩할 수 있고, 상기 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트(PD3), 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF3), 및 상기 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(ML3)가 중첩할 수 있고, 및 상기 위상 차 검출 포토다이오드 세트(PPD), 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCF), 및 상기 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트(PML)가 중첩할 수 있다.
구체적으로, 네 개의 상기 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD11-PD14), 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF1), 및 네 개의 상기 제1 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML11-ML14)이 중첩할 수 있고, 네 개의 상기 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD21-PD24), 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF2), 및 네 개의 상기 제2 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML21-ML24)이 중첩할 수 있고, 네 개의 상기 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD31-PD34), 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF3), 및 네 개의 상기 제3 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML31-ML34)이 중첩할 수 있고, 및 네 개의 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4), 및 여덟 개의 단위 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF 4L, PCF4R), 및 네 개의 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈들(PML1-PML4)이 중첩할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 네 개의 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD14-PD14)과 상기 네 개의 제1 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML11-ML14)이 상기 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF1)를 공유하도록 중첩될 수 있고, 상기 네 개의 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD24-PD24)과 상기 네 개의 제2 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML21-ML24)이 상기 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF2)를 공유하도록 중첩될 수 있고, 및 상기 네 개의 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD31-PD34)과 상기 네 개의 제2 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML31-ML34)이 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트(CF3)를 공유하도록 중첩될 수 있다. 따라서, 네 개의 상기 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD11-PD14)이 동일한 색의 빛을 수용할 수 있고, 네 개의 상기 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD21-PD24)이 동일한 색의 빛을 수용할 수 있고, 및 네 개의 상기 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD31-PD34)가 동일한 색의 빛을 수용할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD11-PD14, PD21-PD24, PD31-PD34)과 상기 제1 내지 제3 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML11-ML14, ML21-ML24, ML31-ML34)은 각각, 일대일 대응하도록 배타적으로 중첩할 수 있다.
상기 제1 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD1), 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1L, PCF1R), 및 상기 제1 위상 차 검출 마이크로-렌즈(PML1)가 중첩할 수 있고, 상기 제2 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD2), 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2L, PCF2R), 및 상기 제2 위상 차 검출 마이크로-렌즈(PML2)가 중첩할 수 있고, 상기 제3 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD3), 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3L, PCF3R), 및 상기 제3 위상 차 검출 마이크로-렌즈(PML3)가 중첩할 수 있고, 및 상기 제4 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD4), 상기 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4L, PCF4R), 및 상기 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈(PML4)가 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터쌍(PCF1L, PCF1R)은 상기 제1 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD1) 및 상기 제1 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈(PML1)를 공유할 수 있고, 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터쌍(PCF2L, PCF2R)은 상기 제2 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD2) 및 상기 제2 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈(PML2)를 공유할 수 있고, 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터쌍(PCF3L, PCF3R)은 상기 제3 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD3) 및 상기 제3 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈(PML3)를 공유할 수 있고, 및 상기 제4 위상 차 검출 컬러 필터쌍(PCF4L, PCF4R)은 상기 제4 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD4) 및 상기 제4 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈(PML4)를 공유할 수 있다.
도 6b는 도 2에 도시된 상기 포토다이오드 어레이(PDA), 도 5에 도시된 상기 컬러 필터 어레이(CFA), 및 도 4에 도시된 상기 마이크로-렌즈 어레이(MLA)를 중첩한 개념적인 레이아웃이다. 도 6b를 참조하면, 구체적으로, 네 개의 상기 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD11-PD14), 네 개의 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF111-CF14), 및 네 개의 상기 제1 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML11-ML14)이 각각, 중첩할 수 있고, 네 개의 상기 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD21-PD24), 네 개의 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF21-CF24), 및 네 개의 상기 제2 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML21-ML24)이 각각, 중첩할 수 있고, 네 개의 상기 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD31-PD34), 네 개의 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터들(CF31-CF34), 및 네 개의 상기 제3 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML31-ML34)이 중첩할 수 있고, 및 네 개의 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4), 및 여덟 개의 단위 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF 4L, PCF4R), 및 네 개의 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈들(PML1-PML4)이 중첩할 수 있다.
도 7a 내지 7e는 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트들(PCFa-PCFe)의 컬러 배열을 도시한 도면이다. 도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트들(PCFa-PCFe)은 제1 사분면 방향에 위치한 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1P), 제2 사분면 방향에 위치한 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2P), 제3 사분면 방향에 위치한 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3P), 및 제4 사분면 방향에 위치한 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4P)을 포함할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1P)은 제1 컬러(C1)의 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L) 및 제2 컬러(C2)의 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)를 가질 수 있고, 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2P)은 제3 컬러(C3)의 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L) 및 제4 컬러(C4)의 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)를 가질 수 있고, 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3P)은 제4 컬러(C4)의 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L) 및 제3 컬러(C3)의 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)를 가질 수 있고, 및 상기 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4P)은 제2 컬러(C2)의 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 및 제1 컬러(C1)의 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)를 가질 수 있다. 화살표들을 이용하여 표시되었듯이, 동일한 색을 가진 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L-PCF4R, PCF1R-PCF4L, PCF2L-PCF3R, PCF2R-PCF3L)이 X자 모양을 갖도록 사선 방향으로 배치될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1P)은 제4 컬러(C4)의 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L) 및 제1 컬러(C1)의 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)를 가질 수 있고, 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2P)은 제3 컬러(C3)의 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L) 및 제4 컬러(C4)의 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)를 가질 수 있고, 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3P)은 제2 컬러(C2)의 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L) 및 제3 컬러(C3)의 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)를 가질 수 있고, 및 상기 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4P)은 제3 컬러(C3)의 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 및 제2 컬러(C2)의 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)를 가진 컬러 필터들(PCF1R-PCF4L, PCF2L-PCF3R)이 대칭적인 사선 방향으로 배치될 수 있고, 상기 제2 컬러(C2)를 가진 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF3L-PCF4R)이 이격되도록 배치될 수 있고, 및 제4 컬러(C4)를 가진 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L-PCF2R)이 인접하게 배치될 수 있다.
로우 방향으로 인접하게 배치되어 동일한 컬러(C4)를 갖는 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L)와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)는 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 점선으로 표시되었듯이, 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L)와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R) 사이에 경계면 또는 그리드가 생략될 수 있다. 또한, 제1 컬러(C1)과 제3 컬러(C3)가 동일한 경우, 예를 들어 그린(G)일 경우, 로우 방향으로 인접하게 배치된 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)와 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L)도 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 점선으로 표시되었듯이, 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)와 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 사이에 경계면 또는 그리드가 생략될 수 있다.
도 7c를 참조하면, 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1P)은 제1 컬러(C1)의 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L) 및 제2 컬러(C2)의 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)를 가질 수 있고, 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2P)은 제2 컬러(C2)의 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L) 및 제3 컬러(C3)의 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)를 가질 수 있고, 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3P)은 제3 컬러(C3)의 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L) 및 제4 컬러(C4)의 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)를 가질 수 있고, 및 상기 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4P)은 제4 컬러(C4)의 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 및 제1 컬러(C1)의 제4 우 위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)를 가질 수 있다. 도 7b의 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCFb1)과 도 4c의 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCFb2)는 상하 대칭 모양 또는 미러링된 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)를 가진 컬러 필터들(PCF1L-PCF4R, PCF2R-PCF3L)이 대칭적인 사선 방향으로 배치될 수 있고, 상기 제2 컬러(C2)를 가진 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF3R-PCF4L)이 인접하도록 배치될 수 있고, 및 제4 컬러(C4)를 가진 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1R-PCF2L)이 이격되도록 배치될 수 있다.
도 7b를 더 참조하여, 로우 방향으로 인접하게 배치되어 동일한 컬러(C4)를 갖는 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)와 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L)는 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 컬러(C1)과 제3 컬러(C3)가 동일한 경우, 예를 들어 그린(G)일 경우, 로우 방향으로 인접하게 배치된 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L)과 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)도 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 점선으로 표시되었듯이, 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L)와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R) 사이의 경계면 또는 그리드, 및 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)와 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 사이의 경계면 또는 그리드가 생략될 수 있다.
도 7d를 참조하면, 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1P)은 제4 컬러(C4)의 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L) 및 제1 컬러(C1)의 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)를 가질 수 있고, 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2P)은 제3 컬러(C3)의 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L) 및 제4 컬러(C4)의 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)를 가질 수 있고, 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3P)은 제3 컬러(C3)의 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L) 및 제2 컬러(C4)의 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)를 가질 수 있고, 및 상기 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4P)은 제2 컬러(C2)의 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 및 제1 컬러(C1)의 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)를 가진 컬러 필터들(PCF1R-PCF4R, PCF2L-PCF3R)은 각각 컬럼 방향으로 배치될 수 있고, 및 상기 제2 컬러(C2)를 가진 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF3R-PCF4L) 및 상기 제4 컬러(C4)를 가진 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L-PCF2R)이 각각 로우 방향으로 인접하게 배치될 수 있다.
도 7b 및/또는 7c를 더 참조하여, 로우 방향으로 인접하게 배치되어 동일한 컬러들(C2, C4)를 갖는 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L)와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R), 및 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)와 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L)가 각각, 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 컬럼 방향으로 인접하게 배치되어 동일한 컬러들(C1, C2)을 갖는 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R), 및 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L)와 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L)도 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 점선으로 표시되었듯이, 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L)와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R) 사이의 경계면 또는 그리드, 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)와 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 사이의 경계면 또는 그리드, 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R) 사이의 경계면 또는 그리드, 및 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L)와 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L) 사이의 경계면 또는 그리드가 생략될 수 있다.
도 7e를 참조하면, 상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF1P)은 제1 컬러(C1)의 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L) 및 제4 컬러(C4)의 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)를 가질 수 있고, 상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF2P)은 제4 컬러(C4)의 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L) 및 제1 컬러(C1)의 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)를 가질 수 있고, 상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF3P)은 제2 컬러(C2)의 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L) 및 제3 컬러(C3)의 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)를 가질 수 있고, 및 상기 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍(PCF4P)은 제3 컬러(C3)의 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 및 제2 컬러(C2)의 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)를 가진 컬러 필터들(PCF1L-PCF2R, PCF3R-PCF4L)은 각각 로우 방향으로 인접하도록 배치될 수 있고, 및 상기 제2 컬러(C2) 및 상기 제4 컬러(C4)를 가진 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF3L-PCF4R, PCF1R-PCF2L)은 각각 로우 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
도 7b, 7c 및/또는 7d를 더 참조하여, 상기 제1 컬러(C1)와 상기 제3 컬러(C3)가 동일한 경우, 예를 들어, 그린(G)일 경우, 로우 방향 및/또는 컬럼 방향으로 인접하게 배치된 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L), 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R), 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R), 및 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L)가 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 점선으로 표시되었듯이, 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L), 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R), 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R), 및 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4L) 사이의 경계면들 또는 그리드들이 생략될 수 있다.
도 7a 내지 7e를 참조하여 설명된 실시예들에서, 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)는 그린(Green)일 수 있고, 상기 제2 컬러(C2)는 블루(Blue)일 수 있고, 및 상기 제4 컬러(C4)는 레드(Red)일 수 있다. 그러나, 상기 컬러들(C1-C4)은 서로 호환되도록 바뀔 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서의 컬러 필터 어레이들(CFA)을 보이는 레이아웃이다. 예를 들어, 도 7d에 도시된 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCFd)가 예시되었다. 도 8을 참조하면, 상기 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF4L, PCF4R) 중, 로우 방향으로 끝에 위치한 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R), 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L), 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L), 및 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)가 각각, 인접하는 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)와 동일한 컬러를 가질 수 있다. 이 경우, 점선으로 표시되었듯이, 서로 인접하는 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)와 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)의 사이의 경계면 또는 그리드, 서로 인접하는 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)와 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)의 사이의 경계면 또는 그리드, 서로 인접하는 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L)와 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)의 사이의 경계면 또는 그리드, 및 서로 인접하는 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3L)와 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)의 사이의 경계면 또는 그리드가 생략될 수 있다.
도 9a는 도 7a에 도시된 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCFa)가 적용된 도 6a의 이미지 센서(800)의 픽셀 블록의 I-I'을 따라 취해진 종단면도이고, 및 도 9b는 II-II'를 따라 취해진 종단면도이다.
도 9a 및 9b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서(800)의 픽셀 블록은 기판(10) 내에 형성된 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD31-PD34) 및 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4), 상기 기판(10) 상에 형성된 그리드 패턴들(15), 상기 그리드 패턴들(15) 사이의 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3) 및 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF4L, PCF4R), 및 상기 컬러 필터(CF3) 및 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF4L, PCF4R) 상의 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML31-ML34) 및 위상 차 검출 마이크로-렌즈들(PML1-PML4)을 포함할 수 있다.
상기 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD31-PD34) 및 상기 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML31-ML34)은 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)를 공유할 수 있다. 따라서, 상기 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD31-PD34)은 동일한 색의 빛을 수용할 수 있다.
상기 위상-차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4) 및 상기 위상-차 검출 마이크로-렌즈들(PML1-PML4)은 각각, 여덟 개의 위상-차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF4L, PCF4R) 중 두 개씩을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제1 단위 위상-차 검출 포토다이오드(PPD1) 및 제1 단위 위상-차 검출 마이크로 렌즈(PML1)는 제1 단위 좌-위상 차 검출 컬러(PCF1L) 및 제1 단위 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)를 공유할 수 있고, 제2 단위 위상-차 검출 포토다이오드(PPD2) 및 제2 단위 위상-차 검출 마이크로 렌즈(PML2)는 제2 단위 좌-위상 차 검출 컬러(PCF2L) 및 제2 단위 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)를 공유할 수 있고, 제3 단위 위상-차 검출 포토다이오드(PPD3) 및 제3 단위 위상-차 검출 마이크로 렌즈(PML3)는 제3 단위 좌-위상 차 검출 컬러(PCF3L) 및 제3 단위 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF3R)를 공유할 수 있고, 및 제4 단위 위상-차 검출 포토다이오드(PPD4) 및 제4 단위 위상-차 검출 마이크로 렌즈(PML4)는 제4 단위 좌-위상 차 검출 컬러(PCF4L) 및 제4 단위 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF4R)를 공유할 수 있다. 따라서, 상기 단위 위상-차 검출 포토다이오드들(PPD1-PD4)은 각각, 두 가지 색의 빛을 수용할 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 상기 제1 단위 위상-차 검출 포토다이오드(PPD1)은 제1 컬러(C1)의 빛과 제2 컬러(C2)의 빛을 수용할 수 있고, 상기 제2 단위 위상-차 검출 포토다이오드(PPD2)은 제3 컬러(C3)의 빛과 제4 컬러(C4)의 빛을 수용할 수 있고, 상기 제3 단위 위상-차 검출 포토다이오드(PPD3)은 제3 컬러(C3)의 빛과 제4 컬러(C4)의 빛을 수용할 수 있고, 및 상기 제4 단위 위상-차 검출 포토다이오드(PPD4)은 제1 컬러(C1)의 빛과 제2 컬러(C2)의 빛을 수용할 수 있다. 간단하게, 상기 단위 위상-차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)은 각각, 두 가지 컬러의 빛들을 함께 수용할 수 있다.
상기 위상-차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF4L, PCF4R) 중, 상기 제1 내지 제4 단위 위상-차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)과 중첩하는 두 개의 컬러 필터들은 상기 그리드 패턴(15)에 의해 격리되지 않고 직접적으로 접촉할 수 있다.
도 9c는 도 7d에 도시된 상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트(PCFd)가 적용된 도 6a 또는 8의 이미지 센서(800)의 픽셀 블록의 I-I'을 따라 취해진 종단면도이다. 도 9c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 센서(800)의 픽셀 블록은 기판(10) 내에 형성된 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드들(PD31-PD34) 및 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4), 상기 기판(10) 상에 형성된 그리드 패턴들(15), 상기 그리드 패턴들(15) 사이의 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3) 및 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R), 및 상기 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3) 및 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R) 상의 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들(ML31-ML32) 및 위상 차 검출 마이크로-렌즈들(PML1-PML2)을 포함할 수 있다. 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3) 및 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L)가 동일한 컬러(G)를 가질 경우, 그 사이의 그리드 패턴들(15)이 생략될 수 있다. 즉, 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)와 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L)의 경계면은 가상적으로 존재할 수 있다. 또한, 내부에 인접하도록 배치된 상기 제1 좌-위상 차 검출 포토다이오드(PCF1L)와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)가 동일한 컬러(R or B)를 가질 경우, 그 사이의 그리드 패턴들(15)이 생략될 수 있다. 즉, 상기 제1 좌-위상 차 검출 포토다이오드(PCF1L)와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)의 경계면은 가상적으로 존재할 수 있다. 상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1L)와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)는 서로 다른 컬러를 가지므로, 그 사이에 그리드 패턴(15)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2L)와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF2R)도 서로 다른 컬러를 가지므로, 그 사이에 그리드 패턴(15)이 배치될 수 있다.
상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)와 도시되지 않은 인접한 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)가 동일한 컬러(G)를 가질 경우, 그 사이의 그리드 패턴들(15)이 생략될 수 있다. 즉, 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터(PCF1R)와 도시되지 않은 인접한 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터(CF3)의 경계면은 가상적으로 존재할 수 있다.
도 10a 내지 10c는 빛이 입사하는 각도에 따라 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)에 수용된 빛들의 흡수율(absorption ratio)를 나타낸 그래프들이다. 도 7a, 9a, 및 9b를 참조하여, 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)가 녹색(Green)이고, 상기 제2 컬러(C2)가 청색(Blue)이고, 및 상기 제4 컬러(C4)가 적색(Red)인 것으로 설명된다. 구체적으로, 도 7a, 9a, 및 9b에 도시된 상기 위상 차 검출 컬러 필터(PCFa)에 녹색 광, 청색 광, 및 적색 광이 다양한 각도로 입사한 경우의 광 흡수율 그래프들이다.
도 7a, 9a, 9b, 및 도 10a를 참조하면, 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)에 녹색 광(예를 들어, 제1 컬러(C1) 및 제3 컬러(C3)가 녹색인 경우)이 입사한 경우, 광 입사 각도에 따라 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)의 광 흡수율이 다른 것이 보여진다. 구체적으로, 녹색 광이 음(-)의 입사각을 갖도록 입사한 경우(즉, 왼쪽 상방향으로부터 빛이 입사한 경우), 오른 쪽에 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF3R, PCF4R)이 위치한 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD3, PPD4)의 광 흡수율이 상대적으로 크고, 및 왼 쪽에 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF2L)이 위치한 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1, PPD2)의 광 흡수율이 상대적으로 작다. (그래프의 왼 쪽 1/2 참조, -20 degree ~ 0 degree) 반대로, 녹색 광이 양(+)의 입사각을 갖도록 입사한 경우(즉, 오른 쪽 상방향으로부터 빛이 입사한 경우), 왼 쪽에 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF1L, PCF2L)이 위치한 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1, PPD2)의 광 흡수율이 상대적으로 크고, 및 오른 쪽에 상기 제1 컬러(C1) 및 상기 제3 컬러(C3)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 컬러 필터들(PCF3R, PCF4RL)이 위치한 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD3, PPD3)의 광 흡수율이 상대적으로 작다. (그래프의 오른 쪽 1/2 참조, 0 degree ~ +20 degree)
도 7a, 9a, 9b, 및 10b를 참조하면, 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)에 청색광(예를 들어, 제2 컬러(C2)가 청색인 경우)이 입사한 경우, 광 입사 각도에 따라 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)의 광 흡수율이 달라진다. 구체적으로, 청색 광이 음(-)의 입사각을 갖도록 입사한 경우(즉, 왼 쪽 상방향으로부터 빛이 입사한 경우), 오른 쪽에 상기 제2 컬러(C2)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD1)의 광 흡수율이 상대적으로 크고, 및 왼 쪽에 상기 제2 컬러(C2)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD4)의 광 흡수율이 상대적으로 작다. (그래프의 왼 쪽 1/2 참조, -20 degree ~ 0 degree) 반대로, 청색 광이 양(+)의 입사각을 갖도록 입사한 경우(즉, 오른 쪽 상방향으로부터 빛이 입사한 경우), 왼 쪽에 상기 제2 컬러(C2)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD4)의 광 흡수율이 상대적으로 크고, 및 오른 쪽에 상기 제2 컬러(C2)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD1)의 광 흡수율이 상대적으로 작다. (그래프의 오른 쪽 1/2 참조, 0 degree ~ +20 degree) 상기 제2 컬러(C2)를 감지할 수 없는 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD2, PPD3)의 광 흡수율 차이는 그 차이가 무시될 수 있을 정도로 상대적으로 작다.
도 7a, 9a, 9b, 및 10c를 참조하면, 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)에 적색 광(예를 들어, 제4 컬러(C4)가 적색인 경우)이 입사한 경우, 광 입사 각도에 따라 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)의 광 흡수율이 달라진다. 구체적으로, 적색 광이 음(-)의 입사각을 갖도록 입사한 경우(즉, 왼 쪽 상방향으로부터 빛이 입사한 경우), 오른 쪽에 상기 제4 컬러(C4)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD2)의 광 흡수율이 상대적으로 크고, 및 왼 쪽에 상기 제4 컬러(C4)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD3)의 광 흡수율이 상대적으로 작다. (그래프의 왼 쪽 1/2 참조, -20 degree ~ 0 degree) 반대로, 적색 광이 양(+)의 입사각을 갖도록 입사한 경우(즉, 오른 쪽 상방향으로부터 빛이 입사한 경우), 왼 쪽에 상기 제4 컬러(C4)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD3)의 광 흡수율이 상대적으로 크고, 및 오른 쪽에 상기 제4 컬러(C4)를 감지할 수 있는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD2)의 광 흡수율이 상대적으로 작다. (그래프의 오른 쪽 1/2 참조, 0 degree ~ +20 degree) 상기 제4 컬러(C4)를 감지할 수 없는 상기 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD2, PPD3)의 광 흡수율 차이는 그 차이가 무시될 수 있을 정도로 상대적으로 작다.
도 10a 내지 10c를 참조하면, 하나의 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드(PPD1-PPD4)가 두 가지 컬러의 빛을 함께 수용하더라도 빛의 입사 각도에 따른 흡수율 차이가 충분히 식별될 수 있다. 즉, 녹색 광, 청색 광, 및 적색 광의 입사 각도에 따라 광 흡수율들이 충분히 달라지므로 컬러에 따라 포토다이오드가 구분되지 않더라도 오토-포커스 기능이 구현될 수 있다.
도 11a는 상기 제1 내지 제4 컬러(C1-C4)의 빛들을 모두 수광한 경우, 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)의 총(total) 광 흡수율 차이를 보여주는 그래프이다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 컬러(C1-C4)를 모두 포함하는 가시 광선이 다양한 입사 각도로 입사할 경우, 그 입사 각도에 따라 광 흡수율 차이를 보여준다. 이 그래프에 표시된 수치들은 도 10a 내지 10c에 도시된 수치들을 각각 합한 수치들이다. 도 11a를 참조하면, 가시 광선의 입사 각도에 따라 상기 모든 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)이 광 흡수율 차이를 보인다. 따라서, 빛의 입사 각도에 따른 오토-포커스 기능이 구현될 수 있다.
도 11b는 상기 제1 및 제2 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1, PPD2)의 광 흡수율을 합하고, 및 상기 제3 및 제4 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD3, PPD4)의 광 흡수율을 합한 그래프이다. 도 11a를 참조하여, 유사한 광 흡수율 특성을 보이는 상기 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1-PPD4)을 두 개씩 분리, 합한 수치들이다. 구체적으로 왼 쪽에 위치한 상기 제2 및 제3 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD2, PPD3)의 광 흡수율들을 합하고, 및 오른 쪽에 위치한 상기 제1 및 제4 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1, PPD4)의 광 흡수율들을 합한 그래프이다. 도 11b를 참조하면, 왼 쪽에 위치한 상기 제2 및 제3 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD2, PPD3)의 광 흡수율 합과 오른 쪽에 위치한 상기 제1 및 제4 단위 위상 차 검출 포토다이오드들(PPD1, PPD4)의 광 흡수율 합은 오토-포커스 기능이 충분히 구현될 수 있도록 광 입사 각도에 따른 광 흡수율 분포를 보인다.
본 발명의 실시예들에 의한 이미지 센서(800)는 각 위상 차 검출 컬러 필터 당, 하나 씩의 포토다이오드가 배당되지 않고, 두 개의 위상 차 검출 컬러 필터가 하나의 위상 차 검출 포토다이오드를 공유함으로써 오토-포커스 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 위상 차 검출 포토다이오드들을 형성하기 위한 공정 마진이 커지고 집적도가 향상될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서들(800)을 가진 카메라 시스템(900)을 개략적으로 도시한 다이아그램이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 이미지 센서(800) 중 적어도 하나를 가진 카메라 시스템(900)은 정지 영상 또는 동영상을 촬영할 수 있다. 카메라 시스템(900)은 광학 렌즈 시스템(910), 셔터 유닛(911), 이미지 센서(800) 및 셔터 유닛(911)을 제어/구동하는 구동부(913) 및 신호 처리부(912)를 포함할 수 있다. 카메라 시스템(900)은 피사체로부터의 이미지 광(Li)(입사광)을 이미지 센서(800)의 픽셀 어레이(도 1의 참조 부호 '810' 참조)로 안내할 수 있다. 광학 렌즈 시스템(900)은 복수의 광학 렌즈들을 포함할 수 있다. 셔터 유닛(911)은 이미지 센서(800)에 대한 광 조사 기간 및 차폐 기간을 제어할 수 있다. 구동부(913)는 이미지 센서(800)의 전송 동작과 셔터 유닛(911)의 셔터 동작을 제어할 수 있다. 신호 처리부(912)는 이미지 센서(800)로부터 출력된 신호에 관해 다양한 종류의 신호 처리를 수행할 수 있다. 신호 처리 후의 이미지 신호(Dout)는 메모리 등의 저장 매체에 저장되거나, 모니터 등에 출력될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
800: 이미지 센서
810: 픽셀 어레이
815: 픽셀 블록
PDA: 포토다이오드 어레이
CFA: 컬러 필터 어레이
MLA: 마이크로 렌즈 어레이
PD1-PD3: 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트
PD11-PD34: 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드
PPD: 위상 차 검출 포토다이오드 세트
PPD1-PPD4: 단위 위상 차 검출 포토다이오드
CF1-CF3: 컬러 필터 세트
PCF: 위상 차 검출 컬러 필터 세트
PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF4L, PCF4R: 단위 위상 차 검출 컬러 필터
MLS1-MLS3: 비-위상 차 검출 마이크로렌즈 세트
PML: 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트
PML1-PML4: 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈
10: 기판
15: 그리드 패턴
810: 픽셀 어레이
815: 픽셀 블록
PDA: 포토다이오드 어레이
CFA: 컬러 필터 어레이
MLA: 마이크로 렌즈 어레이
PD1-PD3: 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트
PD11-PD34: 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드
PPD: 위상 차 검출 포토다이오드 세트
PPD1-PPD4: 단위 위상 차 검출 포토다이오드
CF1-CF3: 컬러 필터 세트
PCF: 위상 차 검출 컬러 필터 세트
PCF1L, PCF1R, PCF2L, PCF2R, PCF3L, PCF3R, PCF4L, PCF4R: 단위 위상 차 검출 컬러 필터
MLS1-MLS3: 비-위상 차 검출 마이크로렌즈 세트
PML: 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트
PML1-PML4: 단위 위상 차 검출 마이크로-렌즈
10: 기판
15: 그리드 패턴
Claims (20)
- 매트릭스 형태로 배열된 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들 및 위상 차 검출 컬러 필터 세트를 포함하고,
상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트는, 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들을 포함하고,
상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들은, 각각,
왼 쪽에 위치한 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 및 오른 쪽에 위치한 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들을 포함하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들은 두 개의 녹색 컬러 필터들, 하나의 청색 컬러 필터, 및 하나의 레드 컬러 필터를 포함하는 이미지 센서.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들은 두 개의 녹색 컬러 필터들, 하나의 청색 컬러 필터, 및 하나의 레드 컬러 필터를 포함하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 비-위상차 검출 컬러 필터 세트들과 각각 중첩하는 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트들; 및
상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트와 중첩하는 위상 차 검출 포토다이오드 세트를 더 포함하고,
상기 제1 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트는 네 개의 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들을 포함하고,
상기 제2 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트는 네 개의 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들을 포함하고, 및
상기 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트는 네 개의 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들을 포함하는 이미지 센서.
- 제4항에 있어서,
상기 위상 차 검출 포토다이오드 세트는 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 포토다이오드들을 포함하고,
상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들과 상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 포토다이오드들은 각각, 중첩하는 이미지 센서.
- 제5항에 있어서,
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제1 위상 차 검출 포토다이오드를 공유하고,
상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제2 위상 차 검출 포토다이오드를 공유하고,
상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제3 위상 차 검출 포토다이오드를 공유하고, 및
상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제4 위상 차 검출 포토다이오드를 공유하는 이미지 센서.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들은 각각, 하나의 통합된 컬러 필터를 포함하고,
상기 제1 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트의 상기 제1 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들은 상기 제1 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트의 상기 통합된 컬러 필터를 공유하고,
상기 제2 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트의 상기 제2 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들은 상기 제2 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트의 상기 통합된 컬러 필터를 공유하고, 및
상기 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트의 상기 제3 단위 비-위상 차 검출 포토다이오드들은 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트의 상기 통합된 컬러 필터를 공유하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 비-위상차 검출 컬러 필터 세트들과 각각 중첩하는 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트들; 및
상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트와 중첩하는 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트를 더 포함하고,
상기 제1 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트는 네 개의 제1 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들을 포함하고,
상기 제2 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트는 네 개의 제2 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들을 포함하고, 및
상기 제3 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트는 네 개의 제3 단위 비-위상 차 검출 마이크로-렌즈들을 포함하는 이미지 센서.
- 제8항에 있어서,
상기 위상 차 검출 마이크로-렌즈 세트는 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈들을 포함하고,
상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍들과 상기 제1 내지 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈들은 각각, 중첩하는 이미지 센서.
- 제9항에 있어서,
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제1 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 공유하고,
상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제2 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 공유하고,
상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제3 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 공유하고, 및
상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터는 상기 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 공유하는 이미지 센서.
- 매트릭스 형태로 배열된 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들 및 위상 차 검출 컬러 필터 세트, 및
상기 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트들 및 위상 차 검출 컬러 필터 세트와 각각 중첩하는 제1 내지 제3 비-위상 차 검출 포토다이오드 세트들 및 위상 차 검출 포토다이오드 세트를 포함하고,
상기 위상 차 검출 컬러 필터 세트는:
제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터를 갖는 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍,
제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터를 갖는 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍,
제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터를 갖는 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍, 및
제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터를 갖는 제4 위상 차 검출 컬러 필터 쌍을 포함하고,
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터는 다른 컬러를 갖고,
상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터는 다른 컬러를 갖고,
상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터는 다른 컬러를 갖고,
상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터는 다른 컬러를 갖는 이미지 센서.
- 제11항에 있어서,
상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍 및 상기 제2 위상 차 검출 필터 쌍이 제1 방향으로 인접하고,
상기 제3 위상 차 검출 컬러 필터 쌍 및 상기 제4 위상 차 검출 필터 쌍이 상기 제1 방향으로 인접하고,
상기 제1 위상 차 검출 컬러 필터 쌍 및 상기 제4 위상 차 검출 필터 쌍이 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 인접하고,
상기 제2 위상 차 검출 컬러 필터 쌍 및 상기 제3 위상 차 검출 필터 쌍이 상기 제2 방향으로 인접하는 이미지 센서.
- 제12항에 있어서,
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터가 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서.
- 제12항에 있어서,
상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터가 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서. - 제12항에 있어서,
상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터가 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서.
- 제12항에 있어서,
상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터, 상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터, 및 인접하는 상기 제3 비-위상 차 검출 컬러 필터 세트는 동일한 컬러를 갖는 이미지 센서.
- 매트릭스 모양으로 배열된 제1 내지 제4 위상 차 검출 포토다이오드들;
상기 제1 위상 차 검출 포토다이오드와 중첩하는 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터;
상기 제2 위상 차 검출 포토다이오드와 중첩하는 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터;
상기 제3 위상 차 검출 포토다이오드와 중첩하는 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터; 및
상기 제4 위상 차 검출 포토다이오드와 중첩하는 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터를 포함하는 이미지 센서.
- 제17항에 있어서,
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터는 서로 다른 색을 갖고,
상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터는 서로 다른 색을 갖고,
상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터는 서로 다른 색을 갖고, 및
상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터와 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터는 서로 다른 색을 갖는 이미지 센서.
- 제18항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나 및 상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나는 제1 컬러를 투과시키고,
상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나 및 상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나는 제2 컬러를 투과시키고,
상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나 및 상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나는 제3 컬러를 투과시키고, 및
상기 제1 내지 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나 및 상기 제1 내지 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터들 중 하나는 제4 컬러를 투과시키는 이미지 센서.
- 제17항에 있어서,
상기 제1 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 상기 제1 우-위상 차 검출 컬러 필터와 공유되도록 중첩하는 제1 위상 차 검출 마이크로-렌즈,
상기 제2 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 상기 제2 우-위상 차 검출 컬러 필터와 공유되도록 중첩하는 제2 위상 차 검출 마이크로-렌즈,
상기 제3 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 상기 제3 우-위상 차 검출 컬러 필터와 공유되도록 중첩하는 제3 위상 차 검출 마이크로-렌즈, 및
상기 제4 좌-위상 차 검출 컬러 필터 및 상기 제4 우-위상 차 검출 컬러 필터와 공유되도록 중첩하는 제4 위상 차 검출 마이크로-렌즈를 더 포함하는 이미지 센서.
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